永磁同步电机速度的滑模与哈密顿协调控制研究

针对永磁同步电机速度伺服系统单独使用滑模控制效果不佳的问题,本文设计了基于滑模和端口受控哈密顿协调控制方案。在dq同步旋转坐标系下,建立永磁同步电机的速度系统模型,给出了永磁同步电机速度的协调控制原理,通过定义滑模面设计滑模控制器,利用端口受控哈密顿控制方法的能量成形、互联配置和阻尼注入,设计了哈密顿控制器,同时将滑模控制和PCH控制方法相结合设计了协调控制策略,并用Matlab/Simulink对滑模与哈密顿协调控制的PMSM速度控制系统进行仿真验证。仿真结果表明,永磁同步电机的滑模与哈密顿协调控制系统有效结合了两者的优点,既能快速跟踪信号,又有较好的稳态性能和较强的稳定性。因此,该控制方法具有良好的控制性能和实际应用前景。     

基于能量成型的永磁同步直线电机控制研究

针对永磁同步直线电机(LPMSM)速度控制问题,从能量成型的观点出发,将其看作能量转换装置,采用端口受控耗散哈密顿(PCHD)理论推导出LPMSM系统的端口受控哈密顿模型.在哈密顿结构基础上利用互联和阻尼配置,给出闭环系统期望的哈密顿函数,对速度控制器进行了设计.设计中直接采用哈密顿函数作为存贮函数,使系统在满足无源性的条件下达到了要求的性能,具有明确的物理意义.仿真结果表明,设计的闭环控制系统能够快速响应负载阻力的变化,具有良好的鲁棒性.     

永磁同步电机的哈密顿系统建模与控制

针对永磁同步电机（PMSM）负载转矩已知、未知和定子电阻不确定情况，采用一种新的能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统方法，研究了PMSM的建模与速度控制问题，并建立了PMSM的PCH模型，给出了闭环系统期望的哈密顿函数，设计了系统的控制器和负载转矩观测器，分析了系统平衡点的稳定性。仿真结果表明，所提出的方案对负载扰动和定子电阻变化具有很强的鲁棒性。     

基于平衡点计算的感应电机端口受控哈密顿控制策略

针对感应电机高阶非线性、强耦合等特点,提出了一种基于平衡点计算的感应电机哈密顿控制策略。基于端口受控耗散哈密顿理论,通过重新选择状态变量,构造了感应电机哈密顿结构的数学模型;采用平衡点计算的方法设计了感应电机哈密顿控制器。通过理论分析,探讨了阻尼参数对哈密顿控制性能的影响,并综合考虑系统性能确定了哈密顿控制器的阻尼参数;针对负载扰动控制问题,设计了负载转矩观测器,提高了哈密顿控制的鲁棒性。实验结果表明,提出的感应电机哈密顿控制器具有良好的转速响应速度、稳态精度和鲁棒性,为感应电机的高性能控制提供了一条新途径。     

永磁同步电机传动系统能量成形控制仿真研究

针对功率变换器和永磁同步电机（PMSM）构成的传动系统,基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了PMSM的PCH非线性数学模型,在负载转矩恒定已知和恒定未知情况下,设计了系统的速度控制器。根据最大转矩／电流（MTPA）控制原理确定了系统的期望平衡点,分析了平衡点的稳定性。利用PWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现隐极PMSM的速度调节。利用Matlab／Simulink仿真,结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

MW级永磁同步电机无速度传感器矢量控制研究

针对电机实验站对永磁同步电机实验电源系统新的控制要求,研究了MW级永磁同步电机无速度传感器矢量控制方法,提出了一种基于模型参考自适应的速度辨识方法。该方法仅用q轴磁链误差信号构建自适应率辨识转速信息。首先通过Matlab仿真证明了该方法的有效性,然后进行了半直驱隐极式永磁同步风力发电机对拖实验,结果证明该方法能较好地辨识电机转速。     

基于反步滑模和PCH的永磁同步电机协调控制

针对单独采用传统意义上的信号控制策略和能量控制方法都难以满足对永磁同步电机的高性能控制要求,本文提出了将信号控制策略和能量控制策略相结合的控制方法。采用滑模控制思想,并结合反步法对信号控制器进行了设计,而能量控制器则根据端口受控哈密顿系统,利用最小损耗原理进行设计,同时利用指数函数将信号控制器与能量控制器协调起来,考虑当负载转矩未知时,引入负载转矩观测器,并利用Matlab/Simulink对所设计的协调控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,所提出的协调控制策略不仅可以实现快速的转速响应,而且可以显著降低能量损耗。该研究为永磁同步电机的优化控制提供了新的解决方案。     

基于磁链估计的PMSM无传感器矢量控制

针对永磁同步电机的无传感器矢量控制,利用对磁链的估计,提出了一种转子位置、速度的估计方法.该方法通过测量的相电流和端电压估计电机的定子磁链,再利用定子磁链对估计位置进行校正.针对二阶多项式曲线拟合位置估计方法所存在的问题,又提出了引入锁相环结构来减小稳态估计误差.理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁同步电机无速度传感器控制方法在低速和高速时都能精确辨识出转子的位置和速度,系统具有较好的鲁棒性和良好的动静态运行性能.     

凸极式永磁同步电机的状态误差PCH控制

针对凸极式永磁同步电机的最大输出功率和负载扰动抑制问题,本文提出了基于状态误差的端口受控哈密顿与L2增益的凸极式永磁同步电机最大输出功率控制方法。首先建立凸极式永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的PCH模型,根据最大输出功率原理给出了确定系统平衡点的方法,基于状态误差PCH方法的反馈镇定原理求出转速控制器,最后利用L2增益控制原理给出了负载扰动抑制控制算法。仿真结果表明,基于最大输出功率原理的状态误差PCH方法有效地实现了凸极式PMSM速度控制,并且L2增益控制对未知负载扰动具有较好抑制能力。该方法为凸极式PMSM的速度控制提供了新的方法,具有一定实用价值。     

永磁同步电机矢量控制系统研究

无论电机的转速高低和电机参数的大小，都可以通过计算交叉项得到准确的d、q轴电压给定值，从而准确地控制d、q轴电流,提高d、q轴电压控制精度.为此，根据永磁同步电机转子磁场定向的矢量控制理论，在分析传统控制方法存在问题的基础上，提出了一种在d、q轴电压控制方程式中引入交叉耦合项的改进的矢量控制方法,使控制系统在较宽的速度范围内能满足较高的速度控制精度要求，使永磁同步电机伺服系统可实现准确的位置、速度及转矩控制.利用所提出的控制方法，进行系统仿真研究，表明了所提出的控制策略的有效性.     

基于端口哈密顿系统与PI控制原理的异步电动机转速调节

针对功率变换器和异步电动机构成的传动系统,利用能量成形与端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了异步电动机的PCH系统模型,并构建了期望的闭环状态误差PCH系统。根据转子磁场定向原理,确定了期望的平衡点,并用Lyapunou稳定性定理分了平衡点的稳定性。利用互联和阻尼配置方法,设计了负载恒定已知和有扰动情况下的速度控制器。负载扰动通过速度误差的比例积分控制来估计。利用电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）信号变换控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现异步电动机的速度调节。仿真结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

基于哈密顿系统原理的PMSM自适应阻尼注入控制

基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统原理,针对永磁同步电机（PMSM）参数不确定性所引起的转速误差,利用自适应阻尼注入控制方法,设计了负载转矩恒定已知和未知情况下的控制器。采用最大转矩/电流（MTPA）控制原理确定系统期望平衡点,并分析其稳定性。仿真结果表明,将自适应阻尼注入控制方法应用到PMSM的PCH控制中,对参数不确定性所引起的转速误差具有很好的抑制作用,从而使系统具有较好的转速跟踪性能。     

基于无速度传感器的永磁同步电动机直接转矩控制技术的研究

在对永磁同步电动机数学模型和直接转矩控制理论进行了深入研究的基础上,提出了一种新颖的基于模型参考自适应（MRAS）的转速辨识方法。在此基础上,提出了基于MRAS的无速度传感器永磁同步电动机直接转矩控制的方案,最后进行了系统仿真。结果表明,采用无速度传感器实现的永磁同步电动机系统具有良好的动静态性能,可与有速度传感器控制系统相媲美。     

永磁同步电机自抗扰控制研究

将自抗扰控制引入永磁同步电机的速度环控制中,为减少算法计算量和降低参数调整难度,对非线性自抗扰控制进行结构优化和线性化处理,完成永磁同步电机的线性自抗扰控制器设计和仿真分析.仿真结果表明,自抗扰控制较常规PI控制抗负载扰动能力强,对不同转速的运行具有较强适应性.     

基于背靠背四象限变流器的永磁同步电机PCH控制

以背靠背电压源变流器与永磁同步电动机（PMSM）组成的交流传动系统为研究对象,基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统理论,结合传统PI控制策略,研究电机的四象限运行。网侧变流器的控制采用带有负载电流前馈的双闭环矢量控制,机侧变流器采用状态误差PCH控制方法。通过网侧和机侧协调控制策略,实现了能量双向流动、直流母线电压可控、单位功率因数、电机四象限运行等控制目标。仿真结果验证了控制策略的有效性。     

异步电动机哈密顿控制系统的建模与仿真

采用哈密顿系统理论对异步电动机进行建模与速度控制。应用端口受控哈密顿系统理论,建立了异步电动机的非线性PCH数学模型及仿真模型,设计了系统的控制器和负载转矩观测器,分析了系统平衡点的稳定性。在Matlab/Simulink中,搭建异步电动机哈密顿控制系统的仿真模型。仿真结果表明,所提出的方案对负载扰动具有很强的鲁棒性。     

一种新型GPC算法及其在PMSM直接转矩控制中的实现

为了使永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)系统适用于更高要求的场合,在给出PMSM -DTC系统的基础上设计了适用于该系统的速度环广义预测控制器(GPC),该控制器采用一种与阶梯式广义预测控制算法相结合的分段式新型广义预测控制(GPC)算法,该控制算法在目标函数中增加预测值和给定值差平方的加权项,并根据不同...